Trasplante de células con un nanorrecubrimiento: una forma inteligente de tratar la diabetes
El páncreas desempeña un papel fundamental en la salud humana al producir y liberar insulina en el torrente sanguíneo para regular los niveles de glucemia. Sin embargo, en los pacientes diabéticos, las células productoras de insulina, presentes en unas estructuras pancreáticas específicas denominadas «islotes», no funcionan adecuadamente. «Un posible tratamiento para las personas diabéticas es el trasplante de islotes de un donante fallecido o de otras fuentes como las células madre. Sin embargo, el problema es que los islotes trasplantados son detectados por el sistema inmunitario, que los ataca, de forma que los islotes trasplantados mueren rápidamente», explica José Carlos Rodríguez Cabello, catedrático de Física de la Materia Condensada en la Universidad de Valladolid (España) y coordinador del proyecto ELASTISLET (Tailored Elastin-like Recombinamers as Advanced Systems for Cell Therapies in Diabetes Mellitus: a Synthetic Biology Approach towards a Bioeffective and Immunoisolated Biosimilar Islet/Cell Niche). El tratamiento de los pacientes con trasplante de islotes con inmunosupresores no ha tenido una gran eficacia. Además, los pacientes que tienen diabetes desde la infancia necesitarían tomar inmunosupresores de por vida. Ahora un grupo de científicos financiado con fondos europeos ha desarrollado unas células especiales obtenidas con bioingeniería nanorrecubiertas con unos biomateriales novedosos, que protegen a las células del sistema inmunitario, aunque les permiten liberar insulina al torrente sanguíneo.
Tecnología de recubrimiento
El nanorrecubrimiento no aísla totalmente los islotes. «Debe ser selectivo y lo suficientemente permeable para que el oxígeno, la sangre y los nutrientes entren en las células y para que se liberen las hormonas de insulina producidas por el islote», destaca Rodríguez Cabello. «Analizamos la aplicabilidad de un nuevo tipo de materiales: unos recombinámeros similares a la elastina, que están a mitad de camino entre las proteínas naturales y el plástico», añade Rodríguez Cabello. Estas sustancias diseñadas y producidas artificialmente, tienen una naturaleza parecida a las proteínas con la que el islote puede interactuar a escala celular cuando están en entornos naturales, como el entorno pancreático. Una tecnología por capas crea un revestimiento muy fino sumergiendo los islotes en una solución que contiene uno de los componentes de la mezcla. «A continuación, se saca y se limpia un poco, de forma que tan solo unas pocas moléculas de este material permanecen en la superficie y se pasa al segundo componente que es complementario y reacciona con el primero», explica Rodríguez Cabello. Con estos pasos de limpieza e inmersión, se crea una capa muy fina. «Sin embargo, tuvimos que jugar un poco con las propiedades de difusión de la capa para lograr permaselectividad », añade Rodríguez Cabello.
Un recubrimiento eficaz
El recubrimiento de las células supuso un problema, debido a la superficie irregular del islote. «Si dejas un agujero lo suficientemente grande para que la célula inmunitaria lo detecte, se pierde todo», explica Rodríguez Cabello. Por lo tanto, el equipo diseñó un sistema para mejorar la eficacia del recubrimiento. «Nunca llegamos al 100 % de eficacia en el recubrimiento, pero sabemos que el 80 % de los islotes que implantamos están bien recubiertos y sobrevivirán durante mucho tiempo». Además, los islotes trasplantados deben ser capaces de interactuar con las células adyacentes e integrarse con el tejido del huésped. La integración se mejora con una estrategia de vascularización de las células que permite la proliferación de vasos sanguíneos, que mejoran la supervivencia de los islotes y el intercambio de nutrientes. En el proyecto multidisciplinario, trabajaron noventa y cinco investigadores, cuarenta y dos de los cuales era estudiantes de doctorado, con especialistas en nanotecnología, inmunología, biología celular, biología sintética y bioingeniería, así como profesionales médicos con conocimientos clínicos. Al final del proyecto, el equipo presentó un sistema que funciona bien en experimentos de corta duración en animales de laboratorio y ahora está patentado. «Actualmente, estamos haciendo pruebas para ver si estos implantes pueden mantener su capacidad durante períodos más largos, con la idea de que se administre esta inyección y los efectos duren años. Incluso podría eliminarse la necesidad de una nueva inyección», concluye Rodríguez Cabello.
Palabras clave
ELASTISLET, células, sistema inmunitario, inmunosupresores, diabetes, insulina, páncreas, células de los islotes, biomateriales